分层技术在计算机软件开发中的应用分析

彭璟

摘 要：信息化时代下计算机软件得到了充分应用，软件开发也得到了行业的重点关注，当前的软件已经从单项业务处理转变为多层次结构的技术发展模式。为了更好地进行拓展和维护，以便于提升系统开发的灵活性与适用范围。文章围绕软件开发中的多层技术，具体分析软件分层框架与结构体系，从应用角度分析其价值。

关键词：分层技术；计算机软件开发；应用分析

计算机软件质量与构件质量能够作为独立单元进行开发，在和其他构件进行组合的过程中实现新软件系统的搭建，并基于节省软件开发时间的前提下保障产品质量。实际上，构件开发的目的在于使用，层次化的软件设计方案可以在特定领域发挥技术作用，在不同的软件系统当中扮演重要角色，利用分层模式将复杂系统进行分解。目前分层模式也能支持计算机软件使用，开发后的软件产品可以与其他软件实现技术结合。

1 软件开发多层技术

1.1 二层结构与三层结构

二层结构当中主要通过数据库的服务器与客户端构成，客户端的作用在于提供用户界面与逻辑处理，服务器可以对客户端下达的指令进行接收和分析，将查询的结果进行返回。这种Fat客户处理结构利用二层技术的客户端实现了业务逻辑处理，但如果客户端数量大幅增加，扩充性能与交互操作方面的缺陷也会有所体现，此时无论是通信应用性能还是安全维护成本都存在着一定的隐患。因此，三层结构开始出现并投入使用。

三层结构主要通过客户端、数据服务器与应用服务器构成，客户端的作用在于人机之间的交互，数据服务器的作用在于满足系统对数据的要求，而应用服务器可以实现业务逻辑要求，在降低客户端负担的同时更好地处理业务与数据信息，业务处理层也能及时根据用户要求对用户指令进行分析，并最终向数据层提供操作记录。随着未来用户数量的不断增加，三层结构的技术优势会更加显著，在软件开发过程中也应该结合实际需求来决定分层技术的使用场合。

1.2 四层结构

计算机环境的改变也让四层结构开始出现，软件开发周期明显缩短，系统的稳定性与扩展性更加明显。按照用户界面需求、业务需求、数据库功能模块需求等，可以将结构进行独立管控，让三层体系朝着四层体系的方向扩展。四层体系中包含Web层、业务逻辑层、数据层与存储层。其中Web层的作用在于使用不同模式开发，系统维护性与扩展性的难度需要得到控制。业务逻辑层负责将数据层中的数据传递给Web层处理，而数据层可以对涉及的所有数据代码细节进行隐藏，在对象和关系数据库间进行计算机软件映射方案的处理，按照工作人员的实际需求，来实现对数据的维护、修改与存储，满足计算机软件中对于对象层数据的要求，并屏蔽部分网络通信细节[1]。

1.3 中间件技术

中间件技术可以屏蔽异构或分布集成所带来的各类技术细节问题，可以显著缩短开发周期，提升应用全面性，保障系统的合理运行。由于中间件类型较多，按照技术要求的不同可以划分为多种类型。

MOM中间件技术的应用程序主要通过消息列队的中间件进行间接通信，在与本地应用程序进行通信的过程中，通过队列管理器完成服务内容，简化了软件开发形式。而RPC远程过程调用中间件可以更快速地满足用户方的应用需求，在复杂的计算环境中进行使用，也可以实时地进行跨平台远端调用，并满足编程过程中面临的细节问题。但RPC只能在小范围内使用，如果在大型应用环境之中会存在着一定的技术缺陷，例如网络故障、流量控制、并发操作处理、同步进程等都需要考虑在内。在某些大型应用软件当中，还会采用基于组件技术，分布系统集成不同节点与不同系统平台的组件。但组件的应用过程中应该考虑到兼容性与操作性的问题。如果在独立平台内运行，则无法体现组件的具体作用。在未来的技术研发环节，应该对组件环境的中间件进行研究分析，在异构分布环境中满足传递对象的需求，实现跨平台应用。

2 分层技术的应用实例

考虑到软件系统的业务功能模块较多，从设计方案与原理上看比较类似，所选择的技术也会有共通之处，因此，可以选择其中具有代表性的内容，以安全管理模块为例说明系统与分层技术下的功能模块设计，基于系统总体情况、开发环境与分布进行业务分层和用户交互、设计描述与数据库等多个方面的设计，重视数据层分层。

2.1 基本网络分层设计模型

2.1.1 一级子指标模型

按照软件应用方向的差异，不同的网络所倾向的网络结构也会有所差异，在指标参数的要求上也会不尽相同。在设计过程中，以保障网络安全为例，可以构建一个基本分层要求，其中第一级网络的模型包括多个子一级网络。用户将关键的任务放在操作之上，按照设计操作的方案来执行，通过PC、服务器、工作站与主机系统组成的分布式网络环境中获取完整的数据，用户使用浏览器来访问Web服务器之后，通过身份认证来实现访问控制，并建立客户端与服务器之间的通道[2]。

2.1.2 二级子指标模型

不同的一级指标代表下属的多个二级子指标，其完整性也包含保护加密、网络安全、软件访问控制等几个方面，其中关键指标与可用性指标的范围与使用都有所差异，涉及多个方面。

2.2 整体功能实现

2.2.1 软件登录模块

软件登录模块当中用户可以直接通过Internet来实现网络评价，将系统服务端与Internet进行连接。在服务器端提供软件服務的过程当中，数据库作为最底层，可以用于储存网站中的用户信息与网络指标信息。中间层为数据库通信模块，实现对数据库的连接和访问。上层为显示层，用户访问模块可以在显示页面中进行展示，而管理访问页面也可以被视作信息的管理页面，通过数据库来进行信息修改、添加、调整、读取等。登录部分也是最基础的部分，将软件前台登录页面与登录后页面放在同一个页面当中，当用户通过账号密码验证之后，按照不同的action返回信息进行不同的内容操作，根据数据库中存储的用户信息展示在页面当中。换言之，通过JavaScript来完成的前提之下，信息提交时通过本地验证，当表单信息正确输入时才会将信息检录全部添加至数据库当中[3]。

2.2.2 软件模块构成

新增的网络模块可以增加新的网络类型，在新的页面之内可以输入全新的网络类型名称与注释，并输入网络指标与指标权重之后，通过JavaScript来判断网络与一层指标是否为空，当指标符合要求之后将数据写入数据库当中。当二层指标按钮输入后，在一级指标的下拉框中显示增加的网络一级子指标。在选择二级指标的下拉框中，如果在添加第三层指标与指标名称环节中不为空，则指标权重在保存后会在新的预览栏中出现新增网络名称，包括一级指标、二级指标与三级指标名称[4]。

2.2.3 权重模块修改

对网络指标权重的修改可以对已存在的网络指标权重与底层网络指标进行修改。我们在点击权重按钮后会显示页面，页面一侧显示的是当时存在的網络名称，点击后会显示网络一级子指标，且增加、更改的按钮也不可用。当一级子指标文本输入框输入的不是空格时，可以将数据写入数据库当中。此时，指标的名称与权重也会显示在另一侧的文本框内，并对框内信息进行修改，修改完毕后将值写入数据库。如果网络一级资质表修改之后的权重之和不等于1，也会出现提示框，便于进行修改，不仅可以对名称进行调整，也能对指标的状态进行调整。例如网络内增加了新设备后，三级指标值也会同步发生改变。

2.2.4 功能模块设计

这一部分的内容设计是当前软件分层设计的核心内容，用户在选择需要评测的网络功能模块后会显示具体信息，当用户选择网络类型并正式开始测评之后，会采用模糊数学算法来建立一维数组，通过for循环获得二维数组后，得出网络指标权重模糊向量，并将这一向量与网络指标值模糊向量共同分析得到最终结果，体现出等级评测的水平，并展现出所有网络指标的具体数值。在功能模块设计结束后还应该进行系统测试，检验软件系统是否能发挥实际作用，包括需求分析、软件总体设计、源程序分析与可用性测试等[5]。

3 结语

为了满足今后的软件变化目标，提升软件复用率，我们也需要深入研究多软件框架融合模式下的软件分层方案，在未来的系统开发、整合架构分析等工作中了解自适应需求变化的应用过程。在未来的研究内容中，还应该从框架设计、负载均衡与数据库管理等多维度进行不同环境下的研究，提升软件框架的正确性，降低开发难度，让每层实现独立运行，部署至不同区域进行模块化与分层利用。

[参考文献]

[1]张晓瑞，蒋衍君，闵彦荣，等.基于OSGi&RCP插件化的智能变电站集成软件平台架构[J].华电技术，2017（2）：4-7.

[2]徐小蕾，苏厚勤.分层系统Socket通信软件的设计与实现[J].计算机应用与软件，2009（1）：173-175.

[3]张全贵，王普，闫健卓，等.三维组态软件设计中场景快速组态及交互方法研究[J].信息与控制，2010（4）：492-496.

[4]姚远，张妍琰，尹云飞.基于分层架构方法的飞行仿真软件设计[J].信阳师范学院学报（自然科学版），2014（2）：275-279.

[5]孙志中，魏嘉银，秦永彬.基于WCF和NHibernate的软件架构研究及应用[J].计算机与数字工程，2015（4）：591-595.